基于單片機的模糊pid溫度控制系統(tǒng)設計開題報告(已修改)
2024-11-28 14:55 本頁面
【正文】 畢業(yè)設計 (論文 )開題報告 信 電 系 工業(yè)電氣自動化 專業(yè) 03 級 1 班 課題名稱： 基于單片機的模糊 PID 溫度控制系統(tǒng)設計 畢業(yè)設計 (論文 )起止時間： 學生姓名： 指導教師： 報告日期： 信息與電子工程系畢業(yè)設計（開題報告） 1 一、本課題所涉及的問題在國內 (外 )的研究現狀綜述 （模糊控制） 模糊控制國內外發(fā)展動態(tài) 國外最早取得應用成果的是 1974 年英國倫敦大學教授 ，首先利用模糊控制語句組的模糊控制器，應用于鍋爐 和氣輪機的運行控制，在實驗室獲得成功，標志著模糊控制的誕生。隨后， 1975 年，英國的 和 E. H. Mamdani 將模糊控制系統(tǒng)應用于工業(yè)發(fā)酵過程的溫度控制中； 1979 年，英國的 和 研究了一種自組織的模糊控制器，它在控制過程中不斷修改和調整控制規(guī)則，使得控制系統(tǒng)的性能不斷完善 。1983 年，日本學者 M. Sugeno 和 Kurakani 將基于語言真值推理的模糊邏輯控制器，應用于汽車速度的控制，并且取得成功。 模糊控制技術與傳統(tǒng) PID 技術相結合的研究國 外也取得了許多成果。 Tang 通過對常規(guī)模糊控制器機理的分析，最早提出了一般模糊控制器和 PI 控制器的相似性 。Abdelnon:從PID 控制角度，提出了 FuzzyPI,FuzzyPD 和 FuzzyPID 三種形式的模糊控制器，隨后各種模糊 PID控制器都證明是非線性 PID控制器， Ying最先提出模糊 PID控制器的解析結構，證明了各類 Mamdani 模糊控制器是可變增益的非線性 PI 控制器， Ying 和劉向杰等還采用各種方式得出了模糊控制器的量化因子和比例因子同 PID 控制器的 Kp , Ki 和 Kd的之間的關系李洪兵分析 了模糊控制器與 PID 控制器之間的關系，提出了 SISO 模糊控制器是分段P調節(jié)器， DISO 模糊控制器是具有 P 與 D(或 P 與 I)交互影響的分片 PD(或 PI)調節(jié)器，三輸入單輸出模糊控制器是具有 P、 I、 D之間交互影響的分片 PID 調節(jié)器?？傊?，各種研究表明，模糊控制器是非線性 PI、 PD或 PID 控制器，普通 PI, PD 或 PID 控制器在三維或四維空間中是一個通過原點的超平面，具有線性調節(jié)特性，而模糊控制器在相應的空間則是一個過原點的分片二次或三次曲面，具有逼近非線性調節(jié)規(guī)律，因此，其整體控制效果好于 PI, PD 或 PID 控制器。 我國模糊控制理論及其應用方面的研究工作是從 1979 年開始的，大多數是在著名的高等院校和研究所中進行理論研究，如對模糊控制系統(tǒng)的結構、模糊推理算法、自學習或自組織模糊控制器，以及模糊控制穩(wěn)定性等的研究，而其成果應用集中于工業(yè)爐窯方面，如火爐等。 80年代末期開始研究模糊控制器與 PID控制器的關系 。1985年徐承偉就指出了模糊控制器輸出與被控對象之間存在著積分作用 。1987年胡家耀在此基礎上提出了 FuzzyPI調節(jié) 信息與電子工程系畢業(yè)設計（開題報告） 2 器，并用于退火爐燃燒過程中 。1988 年，河北廊紡市工具廠李利民、王金奎研制的高 溫鹽浴爐微機控制系統(tǒng)以磁性調壓器作為執(zhí)行元件，采用 MPID調節(jié)方式，當爐溫在 1100~1300℃范圍內任意調節(jié)，誤差小于土 20℃ 。 1989 年，武漢鋁廠鄭恭恒、沈協和用單片機實現爐溫控制，采用 BangBang 和 PID 相結合的控制算法，達到了升溫速度快，超調量小的控溫效果 。1997 年，吉林工業(yè)大學呂俊偉、王文成、黃海東研制的模糊一 PI 一開關混合控制器用于滲炭爐溫度控制系統(tǒng)，縮短了升溫時間，大大提高了控制精度，最大超調量小于 1 ℃。 模糊控制的發(fā)展趨勢 當代模糊控制技術己經進入新的發(fā)展階段。 1984 年美國推出“模糊決策支持系統(tǒng)” 。日本則進入模糊控制實用化時期： (1)過去將大型機械設備和生產過程作為對象，而目前已經面向大眾，如電視攝像機自動調焦等家用電氣設備。 (2)向復雜系統(tǒng)、智能系統(tǒng)、人類與社會系統(tǒng)以及自然系統(tǒng)等方向擴展。 (3)在硬件方面進一步研制模糊控制器、模糊推理等專用芯片，并且開發(fā)“模糊控制用的通用系統(tǒng)”。 模糊控制技術發(fā)展至今，仍然存在以下主要問題 : (1)模糊控制在非線性復雜系統(tǒng)應用中的模糊建模、模糊規(guī)則的建立和模糊推理算法的深入研究。 (2)由于復雜模糊規(guī)則的相互作用，使得到的合成推理算法具有相當程度的非線性性能，致使模糊控制效果不夠理想。 (3)模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性理論探討。 (4)自學習模糊控制策略和智能化系統(tǒng)結構及其實現。 (5)簡單、適用且具有模糊推理功能的模糊集成芯片和模糊控制裝置、通用模糊控制系統(tǒng)的開發(fā)和推廣應用。 今后控制理論面臨的突出問題是既要繼續(xù)發(fā)展自身的理論，又要在應用方面留下實實在在的成果。模糊控制―模糊專家系統(tǒng)―模糊控制工程將是構成未來系統(tǒng)的重要途徑。 信息與電子工程系畢業(yè)設計（開題報告） 3 二、設計 (論文 )要 解決的問題和擬采用的研究方法 本設計的主要解決的問題是通過單片機控制系統(tǒng) ,實現對溫度的智能控制。具體設計方案如下：采用溫度傳感器完成對溫度的數據采集，并把溫度值轉換為電壓值，經過放大、A/D轉換為數字量進入單片機控制系統(tǒng)，與單片機中預置的參量進行比較后，得到誤差量，并與上一次采集的誤差量進行比
高考資料相關推薦
鄂ICP備17016276號-1